Question

【題目】過氧化鈣（CaO2）是一種白色無毒的固體，微溶于水，溶于酸，能殺菌消毒，廣泛用于果蔬保鮮、空氣凈化、污水處理等方面。以下是一種制備過氧化鈣的實驗方法：

（Ⅰ）氨氣的制備

（查閱資料）

①實驗室常用加熱氯化銨和熟石灰固體混合物的方法制取氨氣；

②氨氣極易溶于水，所得溶液稱為氨水。

③堿石灰的主要成分是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物。

（1）實驗室制取氨氣的化學(xué)方程式_____。

（2）如需收集一瓶干燥的氨氣，請選擇上圖中合適的裝置，裝置連接順序為：a→_____→_____→_____→_____→h（按氣流方向，用小寫字母填空）。

（Ⅱ）碳酸鈣的制備

（1）鐵的氧化物主要成分為氧化鐵，寫出氧化鐵和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。

（2）步驟①加入雙氧水的目的是使溶液中的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，加入氨水使鐵離子形成沉淀，則濾渣的主要成分為_____（填化學(xué)式），小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長大，有利于_____。

（Ⅲ）過氧化鈣的制備

（1）步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸直至過量。將溶液煮沸的作用是_____。

（2）步驟③是氯化鈣和過氧化氫反應(yīng)制取過氧化鈣，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____，加入氨水的目的是_____，該反應(yīng)需要在冰浴下進行，原因是_____。

（3）某同學(xué)認為，將石灰石煅燒后，直接加入雙氧水反應(yīng)，過濾后即可得到過氧化鈣產(chǎn)品，使用該制備工藝的主要缺點是_____。

（4）已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2。下圖是實驗室測定產(chǎn)品中CaO2含量的裝置（夾持裝置省略）。

若所取產(chǎn)品質(zhì)量是0.5g，測得氣體體積為60.0mL（該溫度下氧氣密度為1.6g/L），則產(chǎn)品中CaO2的質(zhì)量分數(shù)為多少_____（寫出計算過程）？

Answer 1

【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2===CaCl2+2NH3↑+2H2O b c e d Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O Fe(OH)3 除去氫氧化鐵沉淀（或過濾更充分） 除去過量的稀鹽酸 CaCl2+H2O2===CaO2+2HCl 中和掉生成的HCl 防止H2O2分解或氨水揮發(fā) 產(chǎn)品純度不高，雜質(zhì)含量過多 86.4%（詳見解析）

【解析】

（Ⅰ）氨氣的制備

（1）實驗室常用加熱氯化銨和熟石灰固體混合物的方法制取氨氣，加熱氯化銨和熟石灰固體反應(yīng)生成氯化鈣、水和氨氣，化學(xué)方程式為：2NH4Cl+Ca(OH)2===CaCl2+2NH3↑+2H2O；

（2）加熱氯化銨和熟石灰固體制得的氨氣中存在水蒸氣，濃硫酸能與氨氣反應(yīng)生成硫酸銨，不能用濃硫酸干燥氨氣，氫氧化鈉固體具有吸水性，可用B裝置干燥氨氣，使用B裝置干燥氣體時，應(yīng)從b端通入，c端導(dǎo)出，氨氣的密度小于空氣，使用C裝置收集氨氣時，應(yīng)從e 端通入，d端導(dǎo)出。如需收集一瓶干燥的氨氣，請選擇上圖中合適的裝置，裝置連接順序為：a→b→c→e→d→h；

（Ⅱ）碳酸鈣的制備

（1）鐵的氧化物主要成分為氧化鐵，氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，化學(xué)方程式為：Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O ；

（2）步驟①加入雙氧水的目的是使溶液中的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，加入氨水使鐵離子形成沉淀，氨水中存在氫氧根離子，鐵離子與氫氧根離子可形成氫氧化鐵沉淀。則濾渣的主要成分為Fe(OH)3；小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長大，有利于除去氫氧化鐵沉淀（或過濾更充分）；

（Ⅲ）過氧化鈣的制備

（1）鹽酸具有揮發(fā)性，加熱可除去鹽酸。步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸直至過量。將溶液煮沸的作用是除去過量的稀鹽酸；

（2）氯化鈣和過氧化氫反應(yīng)生成過氧化鈣和鹽酸，步驟③是反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCl2+H2O2===CaO2+2HCl；氨水能與鹽酸反應(yīng)生成物氯化銨和水，加入氨水的目的是中和掉生成的HCl；過氧化氫在較高溫度能分解，氨水在較高溫度易揮發(fā)，該反應(yīng)需要在冰浴下進行，原因是防止H2O2分解或氨水揮發(fā)；

（3）將石灰石煅燒后，直接加入雙氧水反應(yīng)，過濾后即可得到過氧化鈣產(chǎn)品，使用該制備工藝的主要缺點是產(chǎn)品純度不高，雜質(zhì)含量過多；

（4）根據(jù)題意可知，反應(yīng)過程中測得氣體體積為60.0mL，說明反應(yīng)過程中生成氧氣的體積為60.0mL，生成的氧氣質(zhì)量=0.06L×1.6g/L=0.096g；

設(shè)：生成0.096g氧氣需要CaO2的質(zhì)量為x。

x=0.432g；

產(chǎn)品中CaO2的質(zhì)量分數(shù)= 。